Investigation of aluminum droplet combustion in solid propellant flames: Al-PLIF experiments and numerical simulation
Étude de la combustion de gouttelettes d'aluminium dans les flammes de propergol solide : Expériences Al-PLIF et simulation numérique
Résumé
Aluminum-droplet combustion is studied in solid-propellant flame environment at 1.0 MPa. Al vapor is observed during the combustion process with high-speed Al-PLIF and visible-emission images. A onedimensional quasi-steady model of aluminum combustion is used to simulate Al-atom concentration and temperature profiles around the droplet. Al-PLIF image simulation has been developed to generate synthetic fluorescence images that reproduce the experimental images. A comparison approach is initiated between experimental and numerical Al-PLIF images and applied to the study of a specific droplet observed during the experiments with a diameter larger than 120 µm. A reasonable consistency is observed between simulated and experimental data, which is promising to provide validation data for the development of more representative aluminum-combustion models.
La combustion de gouttes d'aluminium en flammes de propergols solides à 1,0 MPa est étudiée expérimentalement au moyen de la technique d'imagerie LIF à haute cadence de l'atome d'aluminium en phase vapeur. La technique PLIF-Al est couplée à de l'imagerie directe des gouttes. Dans une première approche, un modèle 1D quasi-stationnaire de combustion d'une goutte isolée est utilisé pour simuler les profils spatiaux de température et de concentration des atomes Al autour de la goutte. Ces données de température et de concentration de Al sont injectées dans le code de simulation des images de fluorescence de Al. Cet article propose une démarche de comparaison entre les images de fluorescence simulées et les images expérimentales pour un cas de goutte de diamètre supérieur à 120 µm. La première comparaison est prometteuse pour de futures validations de modèles de combustion plus réalistes.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)